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管井降水计算方案


一、场地岩土工程情况 场地岩土工程情况
本工程位于包头市友谊大街以南,劳动路以东,万青路以西, 在地貌上属于大 青山山前冲洪积地貌。本场地地层结构和岩性如下: 第①层杂填土,以粉土为主,混少量建筑垃圾和生活垃圾,呈稍湿、松散 状态。该层厚度在 0.3~3.2m 之间,层底标高在 1052.62~1057.02m 之间。 第②层粉砂,黄褐色,颗粒矿物成分为长石、石英石,均

粒结构,天然状 态下呈稍湿,稍密状态。该层厚度在 0.3~4.2m 之间,层底标高在 1052.02~ 1054.06m 之间。 第③层粗砂,黄褐色,颗粒矿物成分为长石、石英石,颗粒级配较好,混 少量砾,局部分布有粉质粘士薄夹层。天然状态下呈稍湿~饱和,中密状态。 该层厚度在 3.4~6.6m 之间,渗透系数为 K=1.66×10-2cm/s。 第③1 层细砂,黄褐色,颗粒矿物成分为长石、石英质,均粒结构,天然状 态下呈稍湿~饱和,中密状态。该层以夹层或透镜体形式存在于第 3 层粗砂层 中,该层厚度在 0.4~2.2m 之间,层底标高在 1047.91~1050.61m 之间,渗透系 数为 K=5.64×10-3cm/s。 第④层粉砂,黄绿色,颗粒矿物成分为长石、石英质,均粒结构,局部分 布有粉土、粉质粘土薄夹层。天然状态下呈饱和,中密状态。该层厚度在 4.3~ 9.4m 之间,层底标高 1039.21~1041.58m 之间,渗透系数为 K=2.24×10-3cm/s。 第⑤层粉质粘土,灰黑色,含云母,有光泽,略带腥臭味,含有机质,有 机质含量为 1.3~6.1%,无摇振反应,切口光滑,干强度中等,韧性中等。天然 状态下呈可塑~软塑状态。该层中分布有粉砂、细砂及粉土薄夹层,局部含有 薄层钙质胶结层。 该层厚度在 31.2~33.4m 之间, 层底标高在 1006.57~1009.65m 之间,渗透系数为 K=3.89×10-6cm/s。 地下水埋藏于自然地表下 5.2~6.5m,标高在 1049.64~1050.73m 之间,属 潜水。由于临近场地正在进行降水施工,水位受其影响,现场水位偏低,根据 该区域的水文地质资料,该地下水年幅度变化在 1.0~1.5 米之间。

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二、降水方案的选择
本工程地质条件主要为粉土、砂土。现场基坑深度为 7.0m,根据该场地附近地区的 已有降水经验,拟采用管井井点降水方案降低地下水位,即在基坑周围及坑内布设一定数 量的管井,由管井统一将地下水抽出,达到阻截基坑外围地下水流入基坑的目的,从而满 足基础施工对降水的要求。

三、降水模型选择及设计计算 降水模型选择及设计计算 模型选择及
1、降水模型的选择 、 假定:由于第五层粉质粘土的渗透系数远小于其它土层的渗透系数,近似将 第五层视为不透水层。 (1)含水层厚度:H=第 3 层土层厚度+第四层土层厚度=16m, (2)管井深度:依据 JGJ/T111-98《建筑与市政降水工程技术规范》 ,井点 管深度为:HW=HW1+HW2+HW3+HW4+HW5+HW6 式中:HW—降水井深度 HW1—基坑深度,取 7m HW2—降水水位距离基坑底要求的深度,取 1m HW3 —水力坡度作用 基坑中心所需增加的 深度。由于基坑等效 半径 r=65m,按照降水井分布周围的水力坡度 i 为 1/10~1/15,如降水井需影响到基 坑中心,所需的降水管井深度 HW3=r*i=6.5~4.3,取 HW3=5.0m,原理如下图:

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r-基坑等效半径

R-降水影响半径 S-降水深度 H-水层厚度

HW4—降水期间地下水位幅度变化。根据地质资料,HW2 取 1.5m HW5—降水井过滤器的工作长度,取 4.0m HW6—沉砂管长度,取 1.5m 代入上式:HW=20m<H+地下水位标高=16+6.5=22.5m 降水模型按照潜水非完整井进行设计计算 2、降水设计计算 、 降水管井采用直径 400mm 的无砂混凝土管,布置在基坑上口 1.5m 处。 (1)基坑等效半径 r02=A/3.14,基坑底面积为 A=13323 ㎡,r=57.7m,综合考虑 r=65m (2)加权平均渗透系数 k=∑kh/∑h=(6.6*16.6+2.24*(20-6.5-6.6))/(20-6.5) 10-3cm/s =9.2610-3cm/s=8m/d (3) 降水影响半径 R = 2 S kH =63.35m,取 R=63m 其中 S=7+1-5.2=2.8m (4)总涌水量 Q = 1.366k
2 H 2 ? hm R h ?l h lg(1 + ) + m lg(1 + 0.2 m ) r0 l r0

=5987.1m3/d

(hm =

H +h ) 2

H=16m h=2.5m r0=65m R=63m l=HW5=4m (5)单井出水量

hm=9.25m

①根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99),单井出水量为: =120*3.14*0.2*14.8*2=2230.656m3/d 式中:q——单井出水量(m3/d);rs——管井半径(m);l`——淹没部 分的滤水管长度(m);K——含水层渗透系数(m/d) ②按照按水泵抽水功率出水量计算

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=65×3.14×0.04×13.5×2=220m /d 式中:q——单井出水量(m3/d);d——拟采用水泵抽水管管径(m);l`—— 淹没部分的滤水管长度(m);K——含水层渗透系数(m/d); 参照两种计算结果,取较小者,单井出水量为 220 m /d 考虑群井中每个井的出水量相互影响,根据以往施工经验,实际的单井出水 量只有设计计算的 50%,故最终单井出水量为 q=110m3/d (6)管井数量 管井数量为: n=Q/q=5987/110=55 口 考虑常规水泵的损坏时维修问题, 1.2 的富余系数, 取 管井数量为 1.2*55=66 口。 (7)管井间距 基坑的周长为 619m,管井间距为: 619m/66 口=9.38m/口 该数值在管井间距 8m~15m 的区间范围,符合要求。 综上所述,本工程降水管井为直径 400mm 的无砂混凝土管,管井深度为 20 米,井间距为 9.38 米,抽水水泵采用功率 1.8kw,扬程为 26 米,抽水管径为 40mm,排水主管径采用 200mm 钢管。
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四、管井降水方案实施 管井降水方案实施 降水方案
1、施工工艺流程 、

测放井位

钻机就位 泥浆制备

钻进成孔

清孔

下井管

降水

洗井排浆

填滤料

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2、关键工序说明 、 (1)钻机就位 ①吊移设备,必须由持有专业执照的起重人员作业,严禁无证操作,吊移钻 机时由专人指挥。 ②桩机安装时要做到三点一线,即钻杆中心、转盘中心、桩孔中心在同一铅 垂线上,以保证钻孔垂直度,转盘中心同桩孔中心位置偏差≤ 10mm。钻机安装 必须平稳、牢固,钻进中不得有位移,底座应垫实,在钻进中经常检查。 ③设备安装就位之后,应精心调平,安装牢固,作业之前应先试运转,以防 止成孔或灌注中途发生机械故障。 ④所有的机电设备接线要安全可靠,位于运输道路上的电缆应埋设管道保 护。 ⑤各项设备的安装、使用、搬迁、拆卸和维护保养应按其使用说明书正确操 作使用。 (2)泥浆制备 ①泥浆制备选用高塑性膨润土,膨润土泥浆按下表所列的性能指标进行制 备。 制备泥浆的性能指标 项次 1 2 3 4 项目 比重 黏度 含砂率 pH 值 性能指标 1.1~1.15 20~25s <6% 7~9 检验方法 泥浆比重计 漏斗法 —— pH 试纸

②泥浆护壁应符合下列规定:施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位,在 受水位涨落影响时,泥浆面应高出最高水位。 (3)钻进成孔 ①循环系统设置:根据场地的实际情况,对循环系统的设置进行合理布局, 并要求冲洗液循环畅通,易于清除钻渣。循环池容量不宜小于 12m3,沉淀池容 量不宜小于 8m3,以确保冲洗液正常循环,循环槽的坡度以 1:100 为宜。开孔钻 进时应先轻压、慢钻并控制泵量,进入正常工作状态后,逐渐加大转速和钻压。
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在正式施工前,先进行试成孔。 ②钻孔作业要连续进行,因故停钻时,必须将钻头提离孔底 5m 以上以防止 坍孔埋钻。 ③在钻进过程中,要注意地层变化,对不同的土层,采用不同的钻进方法。 在硬粘土中钻进时,用一档转速,放松起吊钢丝绳,自由进尺;在普通粘土、 砂粘土中钻进时,可用二档、三档转速,自由进尺;遇地下水丰富容易坍孔的 粉砂土,宜用低档慢速钻进,减少钻头对粉砂土的搅动,同时要加大泥浆比重 和提高水头,以加强护壁防止塌孔。 ④钻孔时,必须采取减压钻进,即使孔底承受的钻压不超出钻锥重力和压重 块重力之和扣除浮力后的 80%,这样可使钻杆维持竖直状态,使钻头竖直平稳 旋转,避免或减少斜孔、弯孔和扩孔现象。 ⑤达到设计孔深后及时清孔提钻,清孔时先将钻头提离孔底 15-20cm,输 入泥浆循环清孔,并应控制泥浆比重,调节泥浆性能。以所换新鲜泥浆达到孔 内泥浆含砂量逐渐减少至稳定不沉淀为度。 (4) 下管: 下管采用悬吊式托盘下管法, 管筒在砂层段必须用纱网包封严密, 以防涌砂。在下滤水管先下长 1.0m 沉淀管(砼实壁管) ,然后再下砼滤水管, 上下管之间用竹皮(细竹子)铁丝绑扎连接。下管时,必须把管中心对准钻孔 中心,严禁管壁与孔壁靠在一起。下泵宜用麻(或棕)绳吊装在井内,下到设 计深度,并在井口绑牢。 (5)填滤料:下管结束后,应立即在管壁与孔壁之间进行填滤料,围填时应 慢慢用铁铣从四周填入,并用钢筋捣实,防止中间出现漏空现象。 (6)洗井:采用排污泵或清水泵洗井,洗井标准以井内抽出的水清沏为准, 并洗井时间不得小于 4 小时。 (7)基坑周边铺设主干集水管(Φ=200mm) ,将各井抽出的水汇入排水指 定地点。主干集水管的坡度(坡向指定地点)为 5‰左右,管道连结牢固、严 密,防止漏水,以免影响边坡稳定性。 3、监测、维护 、监测、 (1)利用降水井进行地下水位观测,降水初期每天观测 1~2 次, 。

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(2)降水期间必须保证降水井点的完好,对降水井进行定期检查和维护,发 现问题及时处理,确保基坑施工安全。 (3)降水期间,禁止向管井内投放异物,避免影响抽水效果,并将管井口进 行绑扎封闭,保证地面人员安全。 (4)降水工作结束后,对全部降水井采用碎石进行回填。 4、质量保证措施 、 (1)基坑降水各工序设专职负责人,工程施工前进行技术交底 (2)严格控制井管、滤料质量,不合格的一律不许使用 (3)在各井点应设置单独用开关箱,做到一机一闸一保护,以期达到安全用 电和停泵与开泵的用电的要求,并在主干集水管与降水井硬塑管连接处设置球 型阀或将硬塑管上弯止点高于主干集水管 50cm。 ,以防某井需要停泵时,主干 集水管内的水倒流到该井内。 (4)电源:为确保降水井作业的连续性,还需准备一台 60KW 的发电机, 以备停电时使用。 5、安全保证措施 、 (1)健全组织,项目经理是安全生产第一责任人,施工现场要设立专职安全 员负责工地安全工作,各班组、工种设兼职安全员。形成以项目经理为主的施 工现场安全管理体系,做到“安全第一、预防为主”,形成横向到边、纵向到底 安全管理框架。 (2)建立安全管理制度,根据灌注桩工程的项目特点,建立健全行之有效的 安全生产管理制度。如安全生产岗位职责,安全生产检查制度,安全生产教育 制度,安全奖励制度等,并在施工中认真执行。 (3)安全教育和培训,对新上岗人员,上岗前进行“三级”安全教育和培训, 未经培训或考核不合格者不得上岗作业。特殊工种必须持证上岗。 (4)执行规程,施工中要严格执行各种安全操作规程,作业人员有权拒绝执 行违章指令,杜绝声音指挥和声音作业。 (5)安全防护措施:
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① 现场人员必须做好劳动保护工作,进入现场必须穿工作服、劳保鞋、戴 安全帽。 ② 机械设备要有安全防护措施。 ③高空作业要系安全带,雨、大风天气禁止高空作业。 ④ 夜间施工要有充足的照明设施,做到整个工地照明无死角。 ⑤做好“夏季五防”工作。 (6)安全用电,灌注桩工程施工中严格执行《施工现场临时用电安全技术规 范》JGJ46-2005,做好供电管理,安全用电,配备专业电工;施工现场的一切 电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作;电器必须接地、接零和使用漏 电保护器。用电必须分闸,严禁一闸多用。 6、环保措施 、 (1)现场要设场地管理员负责现场的环境保护和清洁卫生。 (2)施工场地要保持清洁,材料、物品摆放整齐、美观,物流有序。严禁随 地乱扔乱放杂物。 (3)制笼场地、灌注导管工具、电焊机要及时清理保养。 (4)设备进出场和车辆进出工地时,场地管理员要负责监督检查,保持路面 清洁,严禁污泥抛洒污染环境。 (5)施工中废浆及碴土要及时外运和有序堆放。严禁废浆排入地下管道、河 流、农田。 (6)施工时要严格控制现场各种粉尘、废气、废水及噪音,振动对环境的污 染和危害,特别是夜间施工要采取措施,以防对外界的干扰和影响。 (7)施工场地办公室、宿舍、食堂符合卫生条件,并定期进行卫生大检查。 (8)施工现场周围要设置隔离带,封闭施工,防止非施工人员进入工地。

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一、场地岩土工程情况......................................................................................... 1 二、降水方案的选择............................................................................................. 2 三、降水模型选择及设计计算............................................................................. 2 1、降水模型的选择........................................................................................ 2 2、降水设计计算............................................................................................ 3 四、管井降水方案实施......................................................................................... 4 1、施工工艺流程............................................................................................ 4 2、关键工序说明............................................................................................ 5 3、监测、维护................................................................................................ 6 4、质量保证措施............................................................................................ 7 5、安全保证措施............................................................................................ 7 6、环保措施.................................................................................................... 8

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中铁? 中铁 ? 诺德国际花园

基坑管井降水设计施工方案 基坑 管井降水设计施工方案

编制: 审核: 编制单位:中铁建工集团包头 诺德国际花园项目部 编制时间:2010 年 5 月 25 日

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